Giao thức IP

Giao thức IP Giao thức IP Bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Gói tin ARP Mọi máy tính nằm mạng có network id máy tính mạng vật lý gửi frame vật lý trực tiếp cho nên việc truyền thông tin hai máy tính mạng vật lý không cần sử dụng gateway Trạm gửi việc kết khối liệu vào frame, chuyển địa IP trạm đích thành địa vật lý gửi trực tiếp tới máy nhận Một chế sử dụng để chuyển địa IP thành địa vật lý ARP (Address Resolusion Protocol) Khi hai máy tính nối vào mạng vật lý, chúng biết địa IP để truyền thông hai máy, chúng phải biết địa vật lý ARP giải vấn đề chuyển từ địa IP 32 bit sang địa Ethernet 48 bit Người ta sử dụng hai chế là: • Chuyển giao trực tiếp: địa vật lý hàm địa IP ví du sử dụng mạng token ring proNET-10 mạng cho phép đặt địa IP địa vật lý thoải mái Người ta đặt địa IP 192.5.48.3 địa vật lý 3, ta có PA=f(IA) • Chuyển giao địa động thực cách máy tính muốn gửi thông tin gửi thông báo tới toàn máy tính mạng, thông báo có chứa địa IP máy tính cần liên lạc, máy nhận thông báo máy thấy địa IP trả lại thông báo chứa địa vật lý, đó, hai máy tính “nói chuyện” với 1/9 Giao thức IP Hình 2.5: Quá trình hỏi đáp gói tin ARP • Ngoài ra, người ta sử dụng bảng đường để lưu trữ tạm thời địa sử dụng (Address Reslution Cache) để tăng tốc độ việc chuyển giao địa Một gói thông tin ARP Ethernet Frame truyền trực tiếp từ máy tới máy khác Vì sử dụng IP, gói tin địa IP không cần dẫn đường, phải gửi broadcasts tới tất máy mạng Ethernet (với địa FFFFFFFFFFFFF) Gói thông tin ARP mô tả sau: 2/9 Giao thức IP Hình 2.6 Cấu trúc gói tin ARP Không giống phần lớn giao thức khác, liệu ARP định dạng chuẩn cho header Để ARP làm việc với nhiều công nghệ khác nhau, người ta dùng trường để chứa độ dài trường sau Trong trường hợp máy trạm thiết bị nhớ phụ, địa IP khởi động, người ta sử dụng chế có tên (RARP) để giải vấn đề có máy chủ chứa bảng địa IP máy trạm, máy trạm khởi động, gửi request tới tất máy máy chủ trả lời gói tin chứa địa IP Cơ chế thông báo lỗi (Internet Control Message Protocol – ICMP) Một giao thức tầng Internet ICMP định nghĩa RFC 792 ICMP sử dụng gói tin IP để chuyển thông báo ICMP gửi thông báo làm công việc: Điều khiển, thông báo lỗi chức thông tin cho TCP/IP Gói tin ICMP Mặc dầu thông báo ICMP có kiểu định dạng riêng nó, chúng chứa trường giống 3/9 Giao thức IP • TYPE: Định nghĩa thông báo sau • CODE: Cung cấp thông tin thêm thông báo • CHECKSUM: Chưa checksum thông báo Bảng 2.1 Bảng mã gói tin thông báo ICMP Type Field ICMP Message Type Echo Reply Destination Unreachable Source Quench Redirect (Change o router) Echo Request 11 Time Exceeded for a Datagram 12 Parameter Problem on a Datagram 13 Timestamp Request 14 Timestamp Reply 15 Information Request 16 Information Reply 17 Address Mask Request 18 Address Mask Reply Điều khiển dòng liệu Khi liệu gửi tới trạm nhận nhanh không kịp xử lý, trạm đích - hay thiết bị dẫn đường gửi trả trạm nguồn thông báo để tạm ngừng việc truyền thông tin Thông báo lỗi Khi không tìm thấy trạm đích, thông báo lỗi Destination Unreachable được gateway gửi trả lại trạm nguồn Nếu cổng không nhận ra, trạm đích gửi thông báo lỗi lại cho trạm nguồn (chúng ta nói cổng phần giao thức tầng giao vận) Giao thức không kết nối (User Datagram Protocol – UDP) UDP cho phép chương trình ứng dụng truy cập trực tiếp đến gói tin dịch vụ chuyển giao giống dịch vụ mà giao thức IP cung cấp Nó cho phép ứng dụng trao đổi thông 4/9 Giao thức IP tin qua mạng với thông tin điều khiển UDP giao thức không định kết nối, tin cậy chế kiểm tra tính đắn liệu truyền Gói thông tin UDP Mỗi gói thông tin UDP gọi Datagram phân làm phần header data header chứa thông tin địa cổng nguồn, địa cổng đích, độ dài gói checksum Hình 2.7: Cấu trúc tiêu đề gói tin UDP Giao thức điều khiển truyền tin (Transmission Control Protocol – TCP) Một số ứng dụng đòi hỏi giao thức giao vận cung cấp dịch vụ chuyển giao thông tin tin cậy sử dụng TCP cung cấp dịch vụ kiểm tra đắn liệu truyền với phối hợp thích hợp Một số đặc điểm dịch vụ tin cậy mà TCP cung cấp là: • Hướng dòng (Stream Orientation): TCP coi liệu gửi dòng byte gói tin Do đó, TCP đảm bảo số thứ tự byte gửi nhận Trường sequence number Acknowledgment number TCP header giữ dấu byte TCP tiêu chuẩn không bắt hệ thống phải sử dụng số đặc biệt để đánh số dòng byte, hệ thống tự chọn số mà dùng làm điểm bắt đầu Để giữ dấu dòng byte cách xác, trạm cuối phải biết số thứ tự mà trạm dùng Chúng phải đồng hệ thống số để trao đổi SYN segment trình bắt tay Trường “Sequent number” SYN segment chứa số bắt đầu (ISN) dòng số đánh thứ tự, số chọn ngẫu nhiên Mỗi byte liệu giữ dấu số ISN byte 5/9 Giao thức IP liệu mang số ISN+1 Sequent number chứa vị trí dòng byte gói tin ISN=0 4000 byte chuyển giao số 4001 • Chuyển giao đệm (Buffered Transfer): Vì liệu coi dòng byte nên đơn vị truyền byte Để giảm số lượng truyền thông, giao thức cố gắng sử dụng số lượng tối đa segment để truyền tải thông tin Trường window TCP header cho biết số byte tối đa mà trạm đích nhận được, trạm đích có khả chấp nhận 6000 byte trường window 6000, trạm gửi điều chỉnh lại liệu cho phù hợp Nếu trường window mang giá trị có nghĩa trạm gửi phải chờ tới nhận số khác • Kết nối hai chiều (Full Duplex Connection): TCP/IP cung cấp kết nối cho hai đầu liên kết Có nghĩa tầng phía cung cấp khả gửi trả thông báo từ trạm đích trở lại trạm nguồn TCP giao thức hướng kết nối Nó thiết lập quan hệ logic trạm tham gia liên kết Thông tin điều khiển gọi "handshake" trao đổi trạm để thiết lập hội thoại trước thông tin truyền TCP dẫn chương trình điều khiển segment cách đặt bit dành riêng cờ word thứ segment header Kiều bắt tay TCP gọi three way handshake segment trao đổi Trạm A bắt đầu kết nối cách gửi segment với bit "Synchronize sequenence number" (SYN) Segment báo cho trạm B thứ tự trạm A sử dụng cho segment gửi, số thứ tự đảm bảo cho liệu trật tự thích hợp Trạm B đáp lại trạm B với segment với bit "Acknowledgment" (ACK) SYN đặt Segment B thông báo nhận thông báo A báo cho A biết số thứ tự mà sử dụng Cuối cùng, A gửi segment báo cho B nhận thông báo truyền gói liệu Chú ý rằng, gói tin thứ chứa bit SYN gói chứa bit ACK Sau trao đổi, trạm A xác định hiển nhiên trạm đích tồn sẵn sàng nhận liệu Ngay sau kết nối thiết lập, liệu truyền Khi kết thúc hợp tác truyền giao liệu, chúng trao đổi three way hanshake chứa bit No more data from sender gọi (FIN) để kết thúc kết nối Đó trao đổi hai trạm cung cấp kết nối logic hai hệ thống TCP cung cấp dịch vụ tin cậy với chế gọi "Positive Ackowledgment with Retransmission " (PAR) Đơn giản trạm nguồn tiếp tục gửi thông tin nhận thông báo liệu nhận xác trạm đích Mỗi đơn vị thông tin chuyển giao ứng dụng gọi segment, segment chứa checksum để đảm bảo segment không bị phá huỷ đường truyền, segment không bị phá huỷ, trạm nhận gửi thông báo xác nhận lại trạm gửi, segment bị phá huỷ, trạm nhận huỷ bỏ sau thời gian đó, trạm gửi gửi lại gói tin mà không nhận thông báo xác nhận 6/9 Giao thức IP Hình 2.8: Tiêu đề gói tin TCP Bảng 2.2 Ý nghĩa tiêu đề gói tin TCP Trong đó: Tên Ý nghĩa Source Port Cổng nguồn Destination Port Cổng đích Sequence Number Số thứ tự gói tin Offset Số thứ tự byte Reserved Để dành Flags Cờ dẫn Windows Số byte tối đa trạm đích nhận Checksum Checksum kiểm tra tính toàn vẹn Urgent Pointer Độ dài liệu khẩn sau Option Tùy chọn Padding Phần điền thêm vào số Data Dữ liệu bắt đầu 7/9 Giao thức IP Quá trình đóng gói tin VoIP 8/9 Giao thức IP NTP (Network Time Protocol), quản lý thời gian, giúp truyền nhận tín hiệu khung thời gian xác định đảm bảo chất lượng Triển khai:Trước đây, mạng số hóa chưa liên ngôi, người ta phải dùng có POTS (Plain Old Telephone Service) POTS qua mạng điện thoại PSTN (Public Switched Telephone Network) Để gọi điện qua VOIP, người dùng cần có chương trình phần mềm điện thoại Sip điện thoại VOIP dạng phần cứng Có thể gói điện thoại đến đâu/cho ai: số điện thoại VOIP người dùng số điện thoại bình thường 9/9